仿生层级石墨烯骨架

高韧且各向同性

墨水拉伸诱导3D打印实现石墨烯纳米片取向可控，骨架兼具砖泥、Bouligand和枝层状仿生结构，强度与韧性显著提升且力学性能各向同性。

杨凯 · Liu, Zexin · Shuaiqi, Chang · Li, Fang · Jian, Huang · Yue, Yue · 王智强 · 谌东东 · 辛国庆

Journal of Materials Science and Technology 2026

技术优势

强度与韧性同步提升

石墨烯纳米片有效阻止裂纹萌生和扩展，使得打印骨架兼具高强度和韧性。

各向同性力学性能

分级结构设计消除了传统仿珍珠层材料的各向异性，材料在所有方向上表现出均匀的力学响应。

可编程结构设计

打印策略可精确控制石墨烯纳米片在纤维内的取向，并灵活构建多种仿生结构。

应用场景

• 高性能复合材料：直接用作增强骨架，提升复合材料强度与韧性。
• 仿生结构材料：复制天然层级结构，获得高韧性和各向同性。
• 石墨烯增材制造：通过墨水拉伸控制石墨烯取向，实现复杂结构打印。
• 石墨烯增强复合材料：石墨烯纳米片阻止裂纹扩展，提升复合材料韧性。